CN109212455A - 一种验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法，包括：利用调压器和试验变压器向供电型电压互感器施加工频电压；根据预设的调节步长调节功率负荷，分别监测不同功率负荷下的供电型电压互感器的功率绕组电压；分别计算每个功率负荷对应的功率绕组电压与预设电压阈值的相对误差；判断每个功率负荷对应的相对误差是否均小于等于预设误差阈值，若是，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为稳定；反之，确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为不稳定。本发明能够实现在功率负荷从0至满载的范围内波动时，对供电型电压互感器的功率绕组的电压稳定性能进行测量，为大容量供电互感器现场运行提供了数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及高压电器设备技术领域，并且更具体地，涉及一种验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法及系统。
背景技术
大容量供电互感器可以从110kV及以上高压输电线路上取电，变换为380V或220V直接供给用户使用。该互感器可以直接从高压线取电，简化电网层级，简约了运行方式，很大幅度提高用电可靠性，是对现阶段电网灵活供电方式的有益补充。对于设备来说，从高压直接转化为380V或220V，可以将变压器的损耗大幅降低。如图1所示，为大容量供电互感器的供电方案示意图。
大容量供电互感器尤其适用于偏远地区供电，不便于为单一负荷架设10kV配网线路，直接从附近的高压输电线路上连接。例如石油、天然气工程、矿区、边防部队、对建设时间及占地面积有要求的微型变电站，紧急供电恢复，还可以代替变电站站用变压器，对变电站负荷供电。大容量供电互感器包括有功率输出绕组和电压测量绕组。功率输出绕组用于给用户供电，电压测量绕组可以实现电能计量。
由于大容量供电互感器的一二次变比大，设计上存在短路阻抗较电力变压器大的特点，会导致在功率负荷大范围内波动时，功率输出绕组的电压波动较大。因此，需要对波动负荷下，大容量供电互感器功率输出绕组电压稳定性能进行验证。
发明内容
本发明提出一种验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法及系统，以解决如何确定功率绕组电压稳定性的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用调压器和试验变压器向供电型电压互感器施加工频电压；
根据预设的调节步长调节功率负荷，分别监测不同功率负荷下的所述供电型电压互感器的功率绕组电压；
分别计算每个功率负荷对应的功率绕组电压与预设电压阈值的相对误差；
判断每个功率负荷对应的相对误差是否均小于等于预设误差阈值，若是，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为稳定；反之，确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为不稳定。
优选地，其中所述方法还包括：
对于每个功率负荷，分别监测所述供电型电压互感器功率绕组端的负载电流，将所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值进行比较，并当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压。
优选地，其中所述当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压，包括：
当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，根据控制器的控制指令控制所述功率绕组改变分接抽头，并断开有载分接开关，改变功率绕组的电压比，从而改变耦合变压器的二次绕组电压，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压；
其中，所述功率绕组包括在所述供电型电压互感器低压侧增加的一个带有分接抽头的补偿绕组，补偿绕组与耦合变压器的一次绕组并联，耦合变压器的二次绕组与所述供电型电压互感器的低压绕组串联，有载分接开关与耦合变压器的二次绕组并联，控制器分别和有载分接开关和分接抽头相连接。
优选地，其中所述方法还包括：
利用示波器监测不同功率负荷下所述供电型电压互感器的一次侧电压信号、功率绕组电压信号和负载电流信号，以确保试验的准确性。
优选地，其中所述方法还包括：
当所述供电型电压互感器的一次侧电压降低至工频电压的预设百分比时，调节调压器的变压比，以使得所述供电型电压互感器一次侧电压满足试验要求。
根据本发明的另一个方面，提供了一种验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的系统，其特征在于，所述系统包括：
工频电压施加单元，用于利用调压器和试验变压器向供电型电压互感器施加工频电压；
功率绕组电压监测单元，用于根据预设的调节步长调节功率负荷，分别监测不同功率负荷下的所述供电型电压互感器的功率绕组电压；
相对误差计算单元，用于分别计算每个功率负荷对应的功率绕组电压与预设电压阈值的相对误差；
电压稳定性确定单元，用于判断每个功率负荷对应的相对误差是否均小于等于预设误差阈值，若是，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为稳定；反之，确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为不稳定。
优选地，其中所述系统还包括：
功率绕组电压调整单元，用于对于每个功率负荷，分别监测所述供电型电压互感器功率绕组端的负载电流，将所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值进行比较，并当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压。
优选地，其中所述功率绕组电压调整单元，当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压，包括：
当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，根据控制器的控制指令控制所述功率绕组改变分接抽头，并断开有载分接开关，改变功率绕组的电压比，从而改变耦合变压器的二次绕组电压，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压；
其中，所述功率绕组包括在所述供电型电压互感器低压侧增加的一个带有分接抽头的补偿绕组，补偿绕组与耦合变压器的一次绕组并联，耦合变压器的二次绕组与所述供电型电压互感器的低压绕组串联，有载分接开关与耦合变压器的二次绕组并联，控制器分别和有载分接开关和分接抽头相连接。
优选地，其中所述系统还包括：
示波器，用于监测不同功率负荷下所述供电型电压互感器的一次侧电压信号、功率绕组电压信号和负载电流信号，以确保试验的准确性。
优选地，其中所述系统还包括：
调压器的变压比调节单元，用于当所述供电型电压互感器的一次侧电压降低至工频电压的预设百分比时，调节调压器的变压比，以使得所述供电型电压互感器一次侧电压满足试验要求。
本发明提供了一种验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法及系统，利用调压器和试验变压器向供电型电压互感器施加工频电压；根据预设的调节步长调节功率负荷，分别监测不同功率负荷下的所述供电型电压互感器的功率绕组电压；分别计算每个功率负荷对应的功率绕组电压与预设电压阈值的相对误差；判断每个功率负荷对应的相对误差是否均小于等于预设误差阈值，若是，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为稳定；反之，确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为不稳定。本发明能够实现在功率负荷从0至满载的范围内波动时，对供电型电压互感器的功率绕组的电压稳定性能进行测量，确定功率绕组的电压稳定性，为大容量供电互感器现场运行提供了数据支撑。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为大容量供电互感器供电方案示意图；
图2为根据本发明实施方式的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法200的流程图；
图3为根据本发明实施方式的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的原理图；
图4为根据本发明实施方式的供电型电压互感器的结构示意图；
图5为根据本发明实施方式的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的系统500的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图2为根据本发明实施方式的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法200的流程图。如图2所示，本发明的实施方式提供的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法，利用调压器和试验变压器向供电型电压互感器施加工频电压；分别监测不同功率负荷下的所述供电型电压互感器的功率绕组电压与预设电压阈值的相对误差；判断每个功率负荷对应的相对误差是否均小于等于预设误差阈值，来确定功率绕组的电压稳定性。本发明的实施方式能够实现在功率负荷从0至满载的范围内波动时，对供电型电压互感器的功率绕组的电压稳定性能进行测量，确定功率绕组的电压稳定性，为大容量供电互感器现场运行提供了数据支撑。本发明的实施方式提供的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法从步骤201处开始，在步骤201利用调压器和试验变压器向供电型电压互感器施加工频电压。
优选地，在步骤202根据预设的调节步长调节功率负荷，分别监测不同功率负荷下的所述供电型电压互感器的功率绕组电压。在本发明的实施方式中，功率负荷为0至60kVA。调节步长可以自行设定，调节步长越小，电压稳定性试验的精度越高。
优选地，在步骤203分别计算每个功率负荷对应的功率绕组电压与预设电压阈值的相对误差。
优选地，在步骤204判断每个功率负荷对应的相对误差是否均小于等于预设误差阈值，若是，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为稳定；反之，确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为不稳定。
在本发明的实施方式中，相对误差等于当前功率负荷对应的功率绕组电压与预设电压阈值的差值的绝对值与预设电压阈值的比值。预设电压阈值根据试验要求来确定。若每个功率负荷对应的相对误差均小于等于预设误差阈值，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为稳定；反之，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为不稳定。
优选地，其中所述方法还包括：
对于每个功率负荷，分别监测所述供电型电压互感器功率绕组端的负载电流，将所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值进行比较，并当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压。
优选地，其中所述当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压，包括：
当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，根据控制器的控制指令控制所述功率绕组改变分接抽头，并断开有载分接开关，改变功率绕组的电压比，从而改变耦合变压器的二次绕组电压，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压；其中，所述功率绕组包括在所述供电型电压互感器低压侧增加的一个带有分接抽头的补偿绕组，补偿绕组与耦合变压器的一次绕组并联，耦合变压器的二次绕组与所述供电型电压互感器的低压绕组串联，有载分接开关与耦合变压器的二次绕组并联，控制器分别和有载分接开关和分接抽头相连接。
优选地，其中所述方法还包括：
利用示波器监测不同功率负荷下所述供电型电压互感器的一次侧电压信号、功率绕组电压信号和负载电流信号，以确保试验的准确性。
优选地，其中所述方法还包括：
当所述供电型电压互感器的一次侧电压降低至工频电压的预设百分比时，调节调压器的变压比，以使得所述供电型电压互感器一次侧电压满足试验要求。
在试验过程中，调节功率负荷会使得供电型电压互感器的一次侧电压降低，为了使得所述供电型电压互感器一次侧电压满足试验要求，在试验过程中，当所述供电型电压互感器的一次侧电压降低至工频电压的预设百分比时，调节调压器的变压比。在本发明的实施方式中，设置预设百分比为10％。
图3为根据本发明实施方式的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的原理图。如图3所示，包括：调压器、试验变压器、供电型电压互感器、标准电压互感器和示波器。标准电压互感器并连接在供电型电压互感器的一次侧，用于监测供电型电压互感器的一次侧电压信号；利用电流互感器CT测量负荷电流；利用示波器监测不同功率负荷下所述供电型电压互感器的一次侧电压信号、功率绕组电压信号和负载电流信号，以确保试验的准确性。其中，S3为供电型电压互感器一次侧电压信号，S2为功率绕组电压信号，S1为负载电流信号。
在本发明的实施方式中，首先设置预设电压阈值、调节步长和预设误差阈值。在试验过程中，通过调压器及试验变压器给大容量电磁式电压互感器施加工频电压，然后根据调节步长调节功率负荷，测量不同功率负荷下的所述供电型电压互感器的功率绕组电压，并计算每个功率负荷对应的功率绕组电压与预设电压阈值的相对误差，最后判断每个功率负荷对应的相对误差是否均小于等于预设误差阈值，若是，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为稳定；反之，确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为不稳定。
本发明实施方式中的供电型电压互感器具有自动调压能力。对于每个功率负荷，应对应一个理论值，即预设电流阈值。在本发明的实施方式中，对于每个功率负荷，分别监测所述供电型电压互感器功率绕组端的负载电流，将所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值进行比较，当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压。
图4为根据本发明实施方式的供电型电压互感器的结构示意图。如图4所示，AN为高压绕组端子，an′为低压绕组端子。在变压器的低压侧增加一个带有分接抽头的补偿绕组a1n1，a1n1与耦合变压器T′的一次绕组a2n2并联，耦合变压器T′的二次绕组a′n与变压器低压绕组an′串联。电流互感器CT串联在低压绕组回路，用于监测负载电流。电流互感器CT的负载电流连接有载分接开关的控制器。低压输出端子为an。变压器有载调压的工作原理为：当变压器负荷发生变化时，电流互感器CT监测到负载电流发生变化，控制器获取的监测的负载电流和预设电流阈值的比较结果为不一致，控制器发送控制指令控制有载分接开关的驱动电机，改变补偿绕组a1端的分接抽头以改变补偿绕组的电压比，使得耦合变压器的二次绕组电压变化，从而调整输出端子an的电压，使得输出端子电压an稳定，实现变压器有载调压。
图5为根据本发明实施方式的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的系统500的结构示意图。如图5所示，本发明的实施方式提供的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的系统500，包括：工频电压施加单元501、功率绕组电压监测单元502、相对误差计算单元503和电压稳定性确定单元504。
优选地，所述工频电压施加单元501，用于利用调压器和试验变压器向供电型电压互感器施加工频电压。
功率绕组电压监测单元，用于根据预设的调节步长调节功率负荷，分别监测不同功率负荷下的所述供电型电压互感器的功率绕组电压。
优选地，所述相对误差计算单元503，用于分别计算每个功率负荷对应的功率绕组电压与预设电压阈值的相对误差。
优选地，所述电压稳定性确定单元504，用于判断每个功率负荷对应的相对误差是否均小于等于预设误差阈值，若是，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为稳定；反之，确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为不稳定。
优选地，其中所述系统还包括：功率绕组电压调整单元，用于对于每个功率负荷，分别监测所述供电型电压互感器功率绕组端的负载电流，将所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值进行比较，并当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压。
优选地，其中所述功率绕组电压调整单元，当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压，包括：当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，根据控制器的控制指令控制所述功率绕组改变分接抽头，并断开有载分接开关，改变功率绕组的电压比，从而改变耦合变压器的二次绕组电压，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压；其中，所述功率绕组包括在所述供电型电压互感器低压侧增加的一个带有分接抽头的补偿绕组，补偿绕组与耦合变压器的一次绕组并联，耦合变压器的二次绕组与所述供电型电压互感器的低压绕组串联，有载分接开关与耦合变压器的二次绕组并联，控制器分别和有载分接开关和分接抽头相连接。
优选地，其中所述系统还包括：示波器，用于监测不同功率负荷下所述供电型电压互感器的一次侧电压信号、功率绕组电压信号和负载电流信号，以确保试验的准确性。
优选地，其中所述系统还包括：调压器的变压比调节单元，用于当所述供电型电压互感器的一次侧电压降低至工频电压的预设百分比时，调节调压器的变压比，以使得所述供电型电压互感器一次侧电压满足试验要求。
本发明的实施例的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的系统500与本发明的另一个实施例的验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法200相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (10)
1.一种验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用调压器和试验变压器向供电型电压互感器施加工频电压；
根据预设的调节步长调节功率负荷，分别监测不同功率负荷下的所述供电型电压互感器的功率绕组电压；
分别计算每个功率负荷对应的功率绕组电压与预设电压阈值的相对误差；
判断每个功率负荷对应的相对误差是否均小于等于预设误差阈值，若是，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为稳定；反之，确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为不稳定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对于每个功率负荷，分别监测所述供电型电压互感器功率绕组端的负载电流，将所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值进行比较，并当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压，包括：
当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，根据控制器的控制指令控制所述功率绕组改变分接抽头，并断开有载分接开关，改变功率绕组的电压比，从而改变耦合变压器的二次绕组电压，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压；
其中，所述功率绕组包括在所述供电型电压互感器低压侧增加的一个带有分接抽头的补偿绕组，补偿绕组与耦合变压器的一次绕组并联，耦合变压器的二次绕组与所述供电型电压互感器的低压绕组串联，有载分接开关与耦合变压器的二次绕组并联，控制器分别和有载分接开关和分接抽头相连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用示波器监测不同功率负荷下所述供电型电压互感器的一次侧电压信号、功率绕组电压信号和负载电流信号，以确保试验的准确性。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述供电型电压互感器的一次侧电压降低至工频电压的预设百分比时，调节调压器的变压比，以使得所述供电型电压互感器一次侧电压满足试验要求。
6.一种验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的系统，其特征在于，所述系统包括：
工频电压施加单元，用于利用调压器和试验变压器向供电型电压互感器施加工频电压；
功率绕组电压监测单元，用于根据预设的调节步长调节功率负荷，分别监测不同功率负荷下的所述供电型电压互感器的功率绕组电压；
相对误差计算单元，用于分别计算每个功率负荷对应的功率绕组电压与预设电压阈值的相对误差；
电压稳定性确定单元，用于判断每个功率负荷对应的相对误差是否均小于等于预设误差阈值，若是，则确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为稳定；反之，确定所述供电型电压互感器功率绕组的电压稳定性为不稳定。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
功率绕组电压调整单元，用于对于每个功率负荷，分别监测所述供电型电压互感器功率绕组端的负载电流，将所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值进行比较，并当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述功率绕组电压调整单元，当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压，包括：
当所述负载电流和当前功率负荷对应的预设电流阈值不一致时，根据控制器的控制指令控制所述功率绕组改变分接抽头，并断开有载分接开关，改变功率绕组的电压比，从而改变耦合变压器的二次绕组电压，调整所述供电型电压互感器的功率绕组电压；
其中，所述功率绕组包括在所述供电型电压互感器低压侧增加的一个带有分接抽头的补偿绕组，补偿绕组与耦合变压器的一次绕组并联，耦合变压器的二次绕组与所述供电型电压互感器的低压绕组串联，有载分接开关与耦合变压器的二次绕组并联，控制器分别和有载分接开关和分接抽头相连接。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
示波器，用于监测不同功率负荷下所述供电型电压互感器的一次侧电压信号、功率绕组电压信号和负载电流信号，以确保试验的准确性。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
调压器的变压比调节单元，用于当所述供电型电压互感器的一次侧电压降低至工频电压的预设百分比时，调节调压器的变压比，以使得所述供电型电压互感器一次侧电压满足试验要求。
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| CN201811043551.0A CN109212455A (zh) | 2018-09-07 | 2018-09-07 | 一种验证供电型电压互感器功率绕组电压稳定性的方法及系统 |
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